《園林植物》項目1 植物的細胞與組織

項目一植物的細胞和組織《園林植物基礎(chǔ)》課堂教學(xué)CAI任務(wù)1細胞概述任務(wù)2植物細胞的結(jié)構(gòu)和功能任務(wù)3植物細胞的繁殖任務(wù)4植物的組織學(xué)習(xí)內(nèi)容1掌握植物細胞的結(jié)構(gòu)、功能2掌握植物細胞的繁殖方式3掌握組織的形成和類型4掌握生物顯微鏡的使用和保養(yǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)1細胞概述1.1細胞的發(fā)現(xiàn)與意義1.細胞的發(fā)現(xiàn)1665年英國人R．Hooke首先發(fā)現(xiàn)了細胞。1838~1839年，由德國植物學(xué)家M．J．Schleiden和動物學(xué)家T．Schwann提出首次提出了細胞學(xué)說2.細胞學(xué)說：①植物和動物的組織都是由細胞組成；②所有的細胞是由細胞分裂或融合而來；③卵和精子都是細胞；④一個細胞可以分裂而形成組織；⑤一切動植物都是由細胞構(gòu)成的。３.評價：細胞學(xué)說是十九世紀自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一（恩格斯）４.結(jié)論：

細胞是構(gòu)成生物體的基本單位，即細胞是植物的基本結(jié)構(gòu)單位、也是功能和遺傳的基本單位。1.2細胞的形態(tài)和大小

1.3原核細胞和真核細胞根據(jù)細胞核的不同：細胞原核細胞：僅有核域，無明顯核膜 如細菌、藍藻真核細胞：具有明顯的細胞核如大多數(shù)植物、一切動物原核細胞真核細胞核區(qū)細胞核原核細胞和真核細胞的比較特征

原核細胞

真核細胞細胞大小較小(1-10μm)較大（10-100μm）細胞器無質(zhì)體、線粒體、高爾基、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)膜系統(tǒng)簡單復(fù)雜細胞核無核膜、核仁有核膜、核仁染色體一個細胞只有一條染色體，DNA沒有和RNA、蛋白質(zhì)連在一起一個細胞有多條染色體，其DNA和RNA、蛋白質(zhì)連接細胞分裂

出芽或橫裂有絲分裂植物細胞細胞壁胞間層初生壁次生壁原生質(zhì)體質(zhì)膜胞基質(zhì)細胞器內(nèi)（后）含物貯藏物質(zhì)：淀粉粒、蛋白質(zhì)、脂類生理活性物質(zhì)：酶、維生素、抗生素等其它物質(zhì)：晶體、單寧、色素細胞的骨架，植物細胞特有細胞原生質(zhì)的具體表現(xiàn)形式隨著細胞的生長發(fā)育，細胞內(nèi)出現(xiàn)液泡及新陳代謝的產(chǎn)物任務(wù)2細胞的結(jié)構(gòu)和功能2.1原生質(zhì)體

原生質(zhì)體是細胞內(nèi)有生命活性的部分，是各種代謝活動進行的場所，包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核。

(1)細胞膜圖質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型（引自楊世杰，2000）作用：細胞膜是一種具有選擇性的半透膜，具有選擇透過的功能；細胞膜能向內(nèi)形成凹陷，吞噬外圍的液體(胞飲作用)和固體小顆粒(吞噬作用)；細胞膜還能使細胞內(nèi)的物質(zhì)排出細胞外(胞吐作用)；細胞膜還有參與細胞間信息傳遞和相互識別的功能。

(2)細胞質(zhì)胞基質(zhì)細胞器細胞骨架物質(zhì)：微管、微絲、中間絲、微梁雙層膜細胞器：線粒體、質(zhì)體（葉綠體、有色體、白色體）單層膜細胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體、微體非膜結(jié)構(gòu)細胞器：核糖體細胞質(zhì)如：淀粉粒、蛋白質(zhì)、脂類、晶體、單寧、色素等，是細胞產(chǎn)生的非原生質(zhì)物質(zhì)，主要儲藏于細胞質(zhì)和部分細胞器中。后含物作用：細胞質(zhì)含有胞基質(zhì)和細胞器。植物細胞的多種功能在此完成，如光合作用(葉綠體)、呼吸作用(線粒體)、蛋白質(zhì)合成(核糖體)、糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸的代謝(胞基質(zhì)、液泡)等。

葉綠體

有色體有色體幼齡葉綠體葉綠體前質(zhì)體白色體光照光照前質(zhì)體和幼齡葉綠體可以通過分裂而增殖

質(zhì)體的分化白色體的功能和轉(zhuǎn)化線粒體

線粒體的功能：線粒體內(nèi)膜、脊、基粒以及基質(zhì)內(nèi)均含有與呼吸作用有關(guān)的酶，約100多種，線粒體呼吸釋放的能量，能透過膜轉(zhuǎn)運到細胞的其他部分，提供各種代謝活動的需要；

線粒體被比喻為細胞中的“動力工廠”。葡萄糖丙酮酸CO2和H2O糖酵解TCA循環(huán)細胞質(zhì)線粒體

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是分布于細胞質(zhì)中的網(wǎng)狀膜系統(tǒng)，由管狀、囊泡狀或片狀結(jié)構(gòu)的膜構(gòu)成。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)示意圖內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的電鏡照圖內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可分為兩種類型：粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：外膜上結(jié)合有核蛋白體；參與蛋白質(zhì)的合成與運輸功能

光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：外膜無結(jié)合核蛋白體；光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要合成和運輸類脂和多糖

高爾基體扁平囊cisterna由一疊扁平的囊組成的結(jié)構(gòu)，直徑約0.5—1μm，囊的邊緣產(chǎn)生囊狀管，相互交織成網(wǎng)狀。周圍由管通過縊縮斷裂，形成高爾基小泡，小泡可從高爾基體囊上分離出去。小泡vesicle功能：高爾基小泡中多含有糖類物質(zhì)，參與細胞壁的形成。

核糖體

即核糖核蛋白體，為非膜性的細胞器，是直徑為17～23nm的小橢圓形顆粒。它的主要成分是RNA和蛋白質(zhì)。在細胞質(zhì)中，它們可以游離狀態(tài)存在，也可以附著于粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜上。電鏡下的核糖體核糖體結(jié)構(gòu)模型核糖體是蛋白質(zhì)的合成場所，mRNA和tRNA只有與核糖體結(jié)合才能夠形成蛋白質(zhì)。液泡

組成：液泡膜細胞液功能：調(diào)節(jié)滲透壓儲藏功能花青素中性紫色酸性紅色堿性蘭色植物堿有機酸無機鹽液泡幼細胞成熟細胞

溶酶體

1955年deDuve與Novikoff首次發(fā)現(xiàn)溶酶體.它是單層膜圍繞、內(nèi)含多種水解酶類的囊泡狀細胞器，一般直徑為0.25—0.3μm。異溶作用：把細胞質(zhì)的其他組分吞噬進去，在溶酶體內(nèi)進行消化。自溶作用：通過本身膜的解體，把酶釋放到細胞質(zhì)中溶解細胞本身。溶酶體電鏡照片

圓球體

膜包裹著的圓球狀小體，直徑為0.1—1μm，染色反應(yīng)似脂肪。電子顯微鏡觀察指出，它的膜只具有一層電子不透明層（暗帶），而不象正常的單位膜具二個暗帶，因此，可能只是單位膜的一半。

一些由單層膜包圍的小體，直徑約0.5μm。現(xiàn)在了解到微體有二種：過氧化物酶體和乙醛酸循環(huán)體

微體

過氧化物酶體存在于高等植物葉肉細胞內(nèi)，它與葉綠體、線粒體相配合，參與乙醇酸循環(huán)，將光合作用過程中產(chǎn)生的乙醇酸轉(zhuǎn)化成已糖。過氧化物酶乙醛酸循環(huán)體：與圓球體和線粒體相配合，把儲藏的脂肪轉(zhuǎn)化成糖類，出現(xiàn)在油料種子萌發(fā)時。微管和微絲：是細胞內(nèi)二種重要的非膜性細胞器，分別呈管狀和纖絲狀，構(gòu)成了細胞內(nèi)的骨骼支架，又稱為細胞骨架。熒光染色的微管蕨精子的微管帶鞭毛中的微管結(jié)構(gòu)微管微管是直徑約25nm，其中管壁厚4—5nm，中心是電子透明的空腔。微絲微管中間纖維

(3)細胞核細胞核的功能：細胞核具有攜帶遺傳物質(zhì)的基本單位(基因)于染色體上；在核仁中合成核糖體亞單位；控制植物體的遺傳性狀的功能。

2.2細胞壁圖細胞壁的分層A．松管胞的橫切面，示細胞壁的分層結(jié)構(gòu)B．A圖的部分放大：1．胞間層2．初生壁3、4、5．次生壁的外、中、內(nèi)三層細胞壁具有多種功能：細胞壁維持了細胞的形態(tài)；保護了原生質(zhì)，減少蒸騰，防止病蟲侵害；細胞壁還參與植物體吸收、分泌、運輸活動；另外，細胞壁在細胞生長調(diào)控、細胞識別中具有重要作用。細胞壁的特殊結(jié)構(gòu)—紋孔圖具緣紋孔的類型及紋孔對A．單紋孔B．單紋孔對C．具緣紋孔對D．半具緣紋孔對E．具緣紋孔

紋孔的構(gòu)造和類型2.3細胞后含物后含物：植物細胞在新陳代謝過程中產(chǎn)生一些貯藏物質(zhì)、代謝中間產(chǎn)物以及廢物等。主要有：1、淀粉2、蛋白質(zhì)3、油和脂肪4、晶體5、單寧和色素

細胞壁的特殊結(jié)構(gòu)—胞間連絲2.4細胞壁的特化角質(zhì)化木質(zhì)化栓質(zhì)化礦質(zhì)化課堂小結(jié)思考題

從結(jié)構(gòu)和功能兩個方面說明植物細胞是一個有機的統(tǒng)一體植物的個體生長是細胞的繁殖、增大和分化的結(jié)果無絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂

三種分裂方式數(shù)目增加體積增加功能分化任務(wù)3植物細胞的繁殖3.1細胞周期

細胞周期：是指從上一次細胞分裂結(jié)束開始到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的時間，分為間期和分裂期。間期G1期：DNA合成前期，主要合成RNA、蛋白質(zhì)和磷脂等。S期：DNA合成期，主要進行DNA的復(fù)制和組蛋白的合成。G2期：DNA合成后期，對分裂期進行了物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備。

3.2有絲分裂前期：染色質(zhì)濃縮成染色體，核膜核仁消失，紡錘絲出現(xiàn)。中期：紡錘體完全形成，染色體排列在赤道板上。末期：形成二子核，進行胞質(zhì)分裂，形成兩個新細胞。后期：每個染色體的兩條染色單體在紡錘絲的牽引下由赤道板移向兩極。

3.3無絲分裂棉花胚乳游離核時期

3.4減數(shù)分裂

是一種特殊的有絲分裂，在兩次連續(xù)的核分裂中，DNA只復(fù)制一次，因此，所形成的子細胞的染色體數(shù)目只有原母細胞的一半，是植物在有性生殖過程中形成性細胞前所進行的細胞分裂。減數(shù)分裂包括兩次連續(xù)的分裂，即減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ。（一）第一次減數(shù)分裂間期前期I(細線期)前期I(偶線期)同源染色體配對——聯(lián)會★同源染色體：形態(tài)大小相同、結(jié)構(gòu)相似、一條來自父本,一條來自母本，其上載有等位基因的一對染色體。前期I(粗線期)非姐妹染色單體之間發(fā)生部分片段的交換，出現(xiàn)交叉現(xiàn)象?！徊姹徽J為是粗線期交換發(fā)生的細胞形態(tài)學(xué)證據(jù)。前期I(雙線期)前期I(終變期)中期I后期I末期I末期I前期II中期II

后期II末期II（二）第二次減數(shù)分裂植物細胞減數(shù)分裂模式圖1．細胞期2．偶線期3．粗線期4．雙線期5．終變期6．中期Ⅰ7．后期Ⅰ8．末期Ⅰ9．前期Ⅱ10．中期Ⅱ11．后期Ⅱ12．末期Ⅱ

有絲分裂與減數(shù)分裂的比較植物細胞三種分裂方式比較

發(fā)生部位分裂過程分裂特點無絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂低等植物及高等植物的不正常生長部位核仁分裂--核分裂--細胞質(zhì)分裂分裂過程簡單，分裂速度快，消耗能量少根尖、莖尖、形成層間、前、中、后、末五個時期一個母細胞分裂為兩個子細胞，子細胞的染色體數(shù)目不變性細胞產(chǎn)生前一次特殊的分裂方式包括兩次連續(xù)的分裂方式一個母細胞分裂為兩個子細胞，子細胞的染色體數(shù)目減半任務(wù)4植物的組織

4.1植物組織的概念植物組織是指由來源相同，形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能相同或相似的細胞組成的細胞群。這些細胞在空間上緊密排列在一起，形態(tài)、結(jié)構(gòu)相似，共同行使相同的功能。4.2植物組織的類型植物組織簡單組織原生分生組織初生分生組織次生分生組織頂端分生組織側(cè)生分生組織居間分生組織分生組織按在植物體內(nèi)的位置分為按發(fā)生來源和性質(zhì)分為成熟組織基本組織（薄壁組織、營養(yǎng)組織）保護組織：表皮、周皮機械組織輸導(dǎo)組織分泌組織厚角組織厚壁組織纖維石細胞導(dǎo)管、管胞篩管（伴胞）、篩胞內(nèi)分泌組織外分泌組織復(fù)合組織：維管束有限維管束：韌皮部、木質(zhì)部無限維管束：具形成層分生組織是指位于植物體的特定部位，具有持續(xù)性、周期性進行細胞分裂能力的組織。細胞小、排列緊密、細胞核大而明顯。成熟組織是由分生組織分裂產(chǎn)生的細胞，經(jīng)過細胞生長、分化、逐漸喪失分生能力，形成具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的組織。（1)保護組織概念：是位于植物體表的一類組織，位于植物根、莖、葉、花、果實、種子的表面，對植物體起保護作用的組織。特點：細胞形態(tài)較小，細胞之間排列緊密，細胞與外界接觸的細胞面有角質(zhì)膜。

分類：根據(jù)來源和形態(tài)結(jié)構(gòu)的不同，可分為初生保護組織(表皮)和次生保護組織(周皮)兩類。（2）基本組織分布：根、莖的皮層，髓；葉的葉肉組織；種子的胚乳；果實的果肉組織中。是植物體內(nèi)分布最多、最廣的組織。特點：細胞大且排列疏松，有明顯的細胞間隙。功能具有儲藏、吸收、通氣、同化、輸送等功能。（3）機械組織分布：位于植物根、莖、葉的表皮下方，尤其是正在生長的莖和經(jīng)常擺動的葉柄、花梗的表皮下方，另外，在果實和種子中也有分布。特點：機械組織細胞壁有不同程度的加厚，細胞形狀各異。作用：機械組織具有支持加固的作用。分類：機械組織厚角組織厚壁組織纖維石細胞

（4）輸導(dǎo)組織分布：在植物的根、莖、葉、花、果實廣泛分布。功能：有輸導(dǎo)水分、礦質(zhì)和同化產(chǎn)物的功能。分類：

輸導(dǎo)組織根據(jù)形態(tài)和功能的不同分為：輸導(dǎo)組織導(dǎo)管、管胞篩管（伴胞）、篩胞輸導(dǎo)水分、礦質(zhì)輸導(dǎo)同化產(chǎn)物

（5）分泌結(jié)構(gòu)（組織）概念：是植物體中能產(chǎn)生特殊分泌物質(zhì)的有關(guān)細胞或特化細胞的組合。分布：位于植物的體表和體內(nèi)。分類：形態(tài)結(jié)構(gòu)各異，可分為：分泌組織內(nèi)分泌組織外分泌組織分泌細胞分泌腔（囊）分泌道乳汁管腺毛腺鱗鹽腺蜜腺排水器